3D 打印眼镜指南

使用 3D 打印制造成品眼镜具有独特的优势和挑战。在本节中，我们将介绍部件纹理、铰合选项、设计无法成型的几何结构以及定制化。

增材制造部件为逐层形成，这意味着某些表面可能会有明显的层线。可以通过部件定向优化、部件设计和额外的后处理来减少层线，以平滑表面。众所周知，在镜框和镜腿表面添加浮雕或凹入纹理是一种在 3D 打印成品上掩盖层线的策略。

Formlabs 建议浮雕高度至少为 0.35mm，凹入深度至少为 0.15mm，以确保对任何层线进行充分遮蔽。最后，部件层线可以作为增加抓力和摩擦力的工具，防止镜腿在脸上打滑。

3D 打印眼镜铰合主要可以通过四种方式实现：

1. 传统螺丝
2. 热固性嵌件
3. 卡扣
4. 即打即用铰链

铰合螺纹可以添加到 3D 打印部件的设计中，但传统眼镜螺纹通常太小，无法稳定处理。确保使用至少 M6（公制）或更大尺寸的螺纹。

Nylon 11 Powder、Nylon 12 Powder 和 Nylon 12 White Powder 都可以使用热固性嵌件和螺纹攻丝，与其他选择相比，它们更持久耐用。在此阅读分步指南。

最后，由于没有支撑结构，SLS 3D 打印可以使用即打即用几何形状。设计和打印镜框时，镜腿已经安装好，无需再组装。Formlabs 建议在小于 20mm 的特征上留出 0.3mm 的间隙²，在大于 20mm 的特征上留出 0.6mm 的间隙²。在此阅读完整 SLS 设计指南。

3D 打印主要应用于时尚前沿领域，该技术支持设计师创建无法成型、无法切割的眼镜设计。诸如图中所示的镜腿等无法成型的几何结构，有助于发掘用户表达的新领域，也可以实现组件的极度轻量化，从而提高用户的舒适度。

Fuse 系列 SLS 生态圈凭借其可靠的硬件、工业级材料和直观的用户界面，为眼镜生产提供了一个易用的可扩展生产解决方案。以下部分将介绍使用 SLS 3D 打印生产眼镜的具体提示和技巧。

Fuse 系列提供三种足以用于眼镜生产的候选材料：Nylon 11 Powder、Nylon 12 Powder 以及 Nylon 12 White Powder。这三种材料都是热塑性塑料，就像醋酸纤维一样，这意味着眼镜店可以在打印后加热镜框和镜腿，使其更贴合面部轮廓。

在与醋酸纤维、TR90 和聚碳酸酯的功能性表现进行对比时，这三种 SLS 材料都极具可比性，Nylon 11 Powder 因其优异的断裂伸长率和可持续性优势而受到一些客户的青睐。

在实际功能测试中，Nylon 11 Powder 表现出令人印象深刻的延展性和抗冲击强度：

在制造接触自然环境的长效、可持续产品时，还应考虑其他环境和材料性能。

^{*来源：https://www.makeitfrom.com/material-properties/High-Plasticizer-CA
**来源：https://www.picoplast.nl/uploads/bab8c3f16780cb5b51b67be4baece673Grilamid%20TR90%20LX%20-%20MDS%20-%20EN.pdf}

由于 Nylon 11 Powder、Nylon 12 Powder 和 Nylon 12 White Powder 密度低、吸水率低、耐高温和阻燃性强，因此可考虑用于功能性更强的应用领域，如工厂车间或现场使用的防护眼镜，从而制造出能承受强烈环境条件的轻型镜框。

最后，Formlabs Nylon 11 Powder 是一种 100% 生物基的可再生材料，因为它的原料来自具有可持续性的蓖麻籽，与某些石油衍生塑料相比，是一种更环保的选择。与 Nylon 12 Powder 相比，Nylon 11 Powder 的碳影响减少了 60%。如需 Nylon 11 Powder 的完整生命周期分析 (LCA) 报告，请联系 Formlabs。

表面光洁度与模型设计有很大关系，不同的定向会产生不同的表面光洁度。Formlabs 进行了大量部件定向测试，发现使用 Nylon 11 Powder、Nylon 12 Powder 和 Nylon 12 White Powder 时，以 45 度角方向打印镜框可以在示例圆形框架设计中获得最佳的美学表面光洁度。朝向成型室底部的部件一侧均会具有略微光滑的表面光洁度。

以 45 度角定向时，Fuse 1+ 30W 成型室可容纳 77 个示例镜框。这种情况下，截至 2023 年 3 月，使用 Nylon 12 Powder 时，打包密度为 11%，成型时间为 11 小时。Formlabs 在持续改进打印设置。如需对自己的文件进行分析，以确定成本、打印时间和投资回报率，请联系我们的团队。

^{部件数量减少后，打印时间缩短至 24 小时以内，从而提高了生产吞吐量。Nylon 11 Powder 也能一次打印 77 个镜框，但打印时间大于 24 小时。
** 在此阅读有关打包密度和刷新率的更多信息。
*** 假设每天打印一次，每周 5 天，每年 48 周。要求使用第二个成型室来快速更换和开始新的打印。}

Nylon 11 Powder 和 Nylon 12 Powder 这两种粉末的自然外观效果均为不透明灰色，表面光洁度比抛光醋酸纤维粗糙。Nylon 12 White Powder 的表面光洁度同样较为粗糙，呈蓝白色调。为了达到更接近传统醋酸纤维或 TR90 眼镜的光洁度，应考虑各种后处理方案。

Fuse 系列和 Form 系列系统均可用于眼镜原型制造，以测试尺寸、贴合度和整体设计。

在 Fuse 1+ 30W 系统中选择尼龙材料，制造可长时间佩戴和测试的功能性原型。选择 Form 4 或 Form 4L 系统制造美观性原型，展示类似醋酸纤维和聚碳酸酯的半透明设计。SLA 打印原型造可以连续佩戴数周，但不适合长期佩戴，除非添加紫外线阻隔涂层。

利用 Fuse 1+ 30W 创建可在使用寿命和用户测试期间进行测试和评估的眼镜，以快速获得反馈并迭代尺寸和设计。

借助 3D 打印，可以不费吹灰之力地实现复杂设计。添加电子设备的外壳或可穿戴设备所需的复杂组件不会对 3D 打印机造成任何负担。在为智能眼镜创建复杂附件时，可以考虑使用 SLS 3D 打印，否则昂贵的多件式打印模具将难以制造这些附件。

由于耐冲击性强，Nylon 12 Powder、Nylon 12 White Powder 和 Nylon 11 Powder 非常适合用于制造定制夹具和固定装置。Formlabs Nylon 系列粉末足够坚固，在超过 90kg 的压力下，一些用于传统镜框和镜腿的金属（如钛）材料会发生弯曲。

使用 Form 4 或 Form 4L SLA 3D 打印机和 Rigid 10K Resin 生产注射成型模具在许多行业都很常见。由于 Rigid 10K Resin 具有较高的耐热性和出色的表面光洁度，因此可用于镜框和镜腿的小批量注射成型，以及生产真空成型包装的模具制作。

生产 3D 打印眼镜最有效、最具成本效益的方法是拥有生产设备。这就需要购买 Fuse 系列 SLS 生态圈。

垂直整合 3D 打印生产的好处包括实现更快的投资回报率、更严格的质量控制、在同一台机器上敏捷地改变设计并从原型制造转到生产，以及将生态圈用于其他目的的能力，如创建夹具和固定装置。

Fuse 系列 SLS 生态圈旨在尽可能便于用户使用，具有即插即用的特点，大多数用户只需几个小时就能了解设备操作方法。同样，该生态圈对设施的要求极低，可以快速安装，并随着需求的增长易于扩展。

还需注意的是，并不是每增加一台 Fuse 1+ 30W 打印机，就需要一台新的 Fuse Sift 或 Fuse Blast。大多数客户将打印机与后处理站的比例控制在 4:1。完整的 Formlabs SLS 打印生态圈包括 Fuse 1+ 30W、Fuse Sift 后处理装置、Fuse Blast 介质喷砂机、两个成型室、两个树脂盒、20kg Nylon 12 Powder 材料以及两年的专家客户支持，所需的费用为 64190 美元。

全球许多服务机构具有不同程度的一站式解决能力，有些服务机构仅能处理 3D 打印组件，有些则提供设计、打印、后处理和包装服务。

与服务机构合作时，单件成本可能会更高。不过，对于那些没有空间或资金来投资生产设备的人员，或者希望进行小批量实验的人员来说，服务机构不失为一个好的选择。